Re: Uno dei più grandi misteri della scienza
Inviato da MM87 il 6/11/2011 16:46:55
Citazione:
Naturalmente non è la presenza o l'assenza della telecamera a determinare l'esito dell'esperimento, detto così è troppo semplicistico. Come si misura in concreto la posizione di un qualche oggetto? Si fa sparandoci sopra "cose" (fotoni, o elettroni, o altre particelle) che "rimbalzano" sull'oggetto da misurare: uno strumento misura le particelle che sono rimbalzate e da queste si ricorstruisce la posizione di un oggetto. Detto in termini semplici: per vedere dove sta un oggetto serve della luce (ovvero fotoni) che ci si diffonda sopra e uno strumento - l'occhio - che raccolga la luce diffusa o riflessa dall'oggetto stesso.
Come dice Davide71, ogni misura perturba l'oggetto della misurazione. Un oggetto macroscopico di solito non si sposta se lo illumino con una luce intensa, ma lo stesso non vale per gli oggetti microscopici: in una misura si cerca di massimizzare la precisione riducendo al minimo la perturbazione. Un altro esempio può essere quello di un termometro: se per misurarti la febbre usi un termometro con dieci chili di mercurio, quando te lo metti sotto l'ascella modificherai anche la tua temperatura perché tutto quel mercurio assorbirà o cederà una grande quantità di calore, a seconda delle temperature iniziali.
L'esperienza insegna un'altra cosa, però: non si può aumentare indefinitivamente la precisione di una misura riducendo indefinitivamente la perturbazione introdotta. Questo è ovvio considerando, ad esempio, la misura della posizione di una particella (che ne so, un elettrone) usando la luce (ovvero fotoni). Per avere un'informazione dettagliata sulla posizione occorre usare luce con piccola lunghezza d'onda, e quindi molta energia, però nell'urto tra il fotone e l'elettrone quest'ultimo sarà molto perturbato. Questo vuol dire che la posizione e la quantità di moto di una particella sono quantità complementari, e la precisione della loro misura simultanea non potrà mai essere inferiore ad un certo valore minimo. Queste sono tutte cose che si vedono con gli esperimenti, finora non ho parlato di meccanica quantistica.
La meccanica quantistica contiene questo fatto all'interno del suo formalismo. In particolare, nella descrizione di una particella non si possono specificare mai completamente sia la posizione che l'impulso, neanche in linea di principio. La meccanica quantistica fornisce quindi una descrizione matematica dei fatti che si accorda ottimamente con le osservazioni.
Come si risolve il paradosso della doppia fenditura? La soluzione del paradosso richiede una riflessione su cosa dare per scontato di quello che osserviamo.
Esempio: ad un certo istante guardo in cielo e c'è una meravigliosa luna piena. Poi distolgo lo sguardo e la riguardo dopo 10 secondi. (c'è ancora.) Cosa è successo alla luna in quei 10 secondi? Naturalmente si è tentati di dire "è rimasta là", perché l'esperienza ci dice che ogni volta che guardiamo "sta là", ma non è una cosa scontata. Che succede se invece di due misure intervallate da 10 secondi ne faccio 3 intervallate da 5 secondi? Beh, l'ultima misura di entrambe le serie daranno lo stesso risultato, "ovviamente". Metto tra virgolette l'ovviamente perché uno dei maggiori insegnamenti della MQ è che non c'è niente di ovvio in questo.
Un pò più formalmente: faccio la misura A a t=0, B a t=10 e posso decidere se fare o non fare la misura C a t=5. L'esperienza ci dice che il risultato di B non dipende dal fatto di fare la misura C o meno. Però, a rigor di logica, stiamo complessivamente "chiedendo" cose diverse, quindi non saremmo autorizzati a ritenere di ottenere sempre lo stesso risultato.
Questo è esattamente quello che succede nella doppia fenditura. Se non misuro i fotoni ad una delle fenditure sto facendo un esperimento, se li misuro ne sto facendo un'altro, e i risultati delle misure finali saranno diverse. Quello che si osserva sperimentalmente è che non ha senso supporre cose che non si misurano, perché l'atto stesso di misurare cambia intrinsecamente lo stato del sistema.
marcowhite ha scritto:
Citazione:
Davide71 ha scritto:
Ciao a tutti:
io non vedo nulla di strano in quello che dice Marcowhite. A me hanno spiegato che OGNI TENTATIVO DI MISURAZIONE di un fenomeno scientifico lo altera, appunto perché parte dell'energia prodotta dal fenomeno se ne va per interagire con lo strumento di misurazione.
spiegati meglio...
Quindi aver piazzato la telecamera accanto alle fessure altera l'esprimento? Se così fosse allora anche la lastra con le due fessure altera l'esperimento, anche l'armadio nella stanza, il pavimento, il soffitto, la maniglia della porta della stanza... non torna!
azzardo:
Il punto non è lo strumento fisico di osservazione che altera l'esperimento (la telecamera piazzata), ma secondo me la volontà di osservare (tramite la telecamera).
Non scordiamoci che il cervello umano emana frequenze, che variano a secondo dei pensieri...
Naturalmente non è la presenza o l'assenza della telecamera a determinare l'esito dell'esperimento, detto così è troppo semplicistico. Come si misura in concreto la posizione di un qualche oggetto? Si fa sparandoci sopra "cose" (fotoni, o elettroni, o altre particelle) che "rimbalzano" sull'oggetto da misurare: uno strumento misura le particelle che sono rimbalzate e da queste si ricorstruisce la posizione di un oggetto. Detto in termini semplici: per vedere dove sta un oggetto serve della luce (ovvero fotoni) che ci si diffonda sopra e uno strumento - l'occhio - che raccolga la luce diffusa o riflessa dall'oggetto stesso.
Come dice Davide71, ogni misura perturba l'oggetto della misurazione. Un oggetto macroscopico di solito non si sposta se lo illumino con una luce intensa, ma lo stesso non vale per gli oggetti microscopici: in una misura si cerca di massimizzare la precisione riducendo al minimo la perturbazione. Un altro esempio può essere quello di un termometro: se per misurarti la febbre usi un termometro con dieci chili di mercurio, quando te lo metti sotto l'ascella modificherai anche la tua temperatura perché tutto quel mercurio assorbirà o cederà una grande quantità di calore, a seconda delle temperature iniziali.
L'esperienza insegna un'altra cosa, però: non si può aumentare indefinitivamente la precisione di una misura riducendo indefinitivamente la perturbazione introdotta. Questo è ovvio considerando, ad esempio, la misura della posizione di una particella (che ne so, un elettrone) usando la luce (ovvero fotoni). Per avere un'informazione dettagliata sulla posizione occorre usare luce con piccola lunghezza d'onda, e quindi molta energia, però nell'urto tra il fotone e l'elettrone quest'ultimo sarà molto perturbato. Questo vuol dire che la posizione e la quantità di moto di una particella sono quantità complementari, e la precisione della loro misura simultanea non potrà mai essere inferiore ad un certo valore minimo. Queste sono tutte cose che si vedono con gli esperimenti, finora non ho parlato di meccanica quantistica.
La meccanica quantistica contiene questo fatto all'interno del suo formalismo. In particolare, nella descrizione di una particella non si possono specificare mai completamente sia la posizione che l'impulso, neanche in linea di principio. La meccanica quantistica fornisce quindi una descrizione matematica dei fatti che si accorda ottimamente con le osservazioni.
Come si risolve il paradosso della doppia fenditura? La soluzione del paradosso richiede una riflessione su cosa dare per scontato di quello che osserviamo.
Esempio: ad un certo istante guardo in cielo e c'è una meravigliosa luna piena. Poi distolgo lo sguardo e la riguardo dopo 10 secondi. (c'è ancora.) Cosa è successo alla luna in quei 10 secondi? Naturalmente si è tentati di dire "è rimasta là", perché l'esperienza ci dice che ogni volta che guardiamo "sta là", ma non è una cosa scontata. Che succede se invece di due misure intervallate da 10 secondi ne faccio 3 intervallate da 5 secondi? Beh, l'ultima misura di entrambe le serie daranno lo stesso risultato, "ovviamente". Metto tra virgolette l'ovviamente perché uno dei maggiori insegnamenti della MQ è che non c'è niente di ovvio in questo.
Un pò più formalmente: faccio la misura A a t=0, B a t=10 e posso decidere se fare o non fare la misura C a t=5. L'esperienza ci dice che il risultato di B non dipende dal fatto di fare la misura C o meno. Però, a rigor di logica, stiamo complessivamente "chiedendo" cose diverse, quindi non saremmo autorizzati a ritenere di ottenere sempre lo stesso risultato.
Questo è esattamente quello che succede nella doppia fenditura. Se non misuro i fotoni ad una delle fenditure sto facendo un esperimento, se li misuro ne sto facendo un'altro, e i risultati delle misure finali saranno diverse. Quello che si osserva sperimentalmente è che non ha senso supporre cose che non si misurano, perché l'atto stesso di misurare cambia intrinsecamente lo stato del sistema.
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